雅典城的火光，並沒有使波斯王薛西斯的征途變得光明些。決定勝負的戰場是在海上。因為，雅典海軍是一支強大的力量，正準備給敵人以毀滅性的打擊。
雅典成了一座空城，居民上哪裡去了呢?
在古希臘，流傳著太陽神的一個預言：希臘的命運要靠木牆才能得救。根據這個預言，有人主張把人撤到山上去。可是，雅典的傑出海軍統帥地米斯托克利有另一種解釋。他對大家說，希臘的未來在大海上，太陽神說的木牆就是大船。他說服雅典人，讓婦女小孩坐船到安全的海島上去躲避，所有的男人乘著戰船，集中到薩拉米海灣。希臘其他城邦的人也接受了這個建議。
可是，當戰船集中到海灣以後，有些城邦的人又想把船駛出海灣，去保衛自己的鄉土。在一次會議上，地米斯托克利費盡脣舌，說明必須把戰船集中在薩拉米海灣，在這裡和波斯海軍決戰，才能取得勝利。他指出;希臘戰船體積小，機動靈活，適合在這個狹窄的淺水灣中作戰;水兵們在本國海灣作戰，熟悉水勢，能充分發揮力量。波斯船船體笨重，水手們又是從各處強迫徵來的奴隸，他們在異鄉異水，不瞭解地形水情，士氣又很低落，一定會被打敗。儘管他說得很有道理，但是很多反對者仍然聽不進去。有個人竟然憤怒地站起來，舉起手杖要打他。這位海軍統帥卻平靜地說：“我讓你打，只要你肯聽我的話。”
會議開了很久，意見還是不能統一。地米斯托克利焦急萬分。猛然間，他想出一條妙計：為什麼不請波斯人來幫個忙呢?於是，他讓一個奴隸去向波斯王告密，說希臘海軍人心浮動、不敢交戰，都想逃出海灣。波斯王聽了，立即下令嚴密封鎖海灣，不準放過一隻船。這就使希臘聯軍中那些要乘船離開的人想走也走不成了，除了打再沒有別的辦法。這在中國古代兵法上就叫做“置之死地而後生”。
還有一個後人廣為傳誦的故事：正當希臘人在討論怎樣和波斯海軍決戰的時候，一位名叫阿利泰德斯的雅典人偷越波斯海軍封鎖線，找到了地米斯托克利。地米斯托克利本來很不願意看見阿利泰德斯，因為這個人在許多事情上，一向是反對他的。可是阿利泰德斯一見面，就對他說：“我不是來和你爭論的，而是來報告海灣已經完全被波斯海軍包圍了。”地米斯托克利一聽這話，就毫不隱瞞地說出實情：是他讓波斯人這樣乾的，不這樣做，希臘海軍就會瓦解，希臘的命運就絕望了。他還懇切地對阿利泰德斯說：“你一向是反對我的。如果你去告訴大家，說我們已經被圍，除了決一死戰，再無別的路可走，大家一定會相信，也就會斷掉散夥回家的念頭。”阿利泰德斯對他說;“大敵當前，我支援你!”這樣一來，希臘全軍上下，同仇敵愾，決心聽從地米斯托克利的命令，在薩拉米灣同波斯海軍進行決戰。
希臘海軍只有戰船358艘。波斯的龐大的海軍擁有1207艘戰船，在數量上超過希臘三倍多。
但是，希臘海軍除了少數是由50人划槳的老式戰船外，其餘的船都是速度快、機動性強、吃水淺的三層艦。這種快船長40米到45米，用硬木製成。170名划槳手分別固定在上中下三層甲板上。船頭的水下部分包著銅套，形成一個銳利的金屬角，用來撞擊敵船;船頭還有一根約5米長的包銅橫木，在對敵船作斜線衝擊的時候，可以破壞敵船的橈槳。
波斯戰船仍然是一些體積高大、吃水很深、高掛船帆的老式船。而且，波斯人缺乏海戰經驗。他們依靠的腓尼基人，航海經商是內行，對海上作戰卻不熟悉。
雙方相持了一個半月，都沒有采取行動。希臘海軍佔據著有利地形，把戰船隱蔽在一個小島後面，專等敵人來進攻。
公元前480年9月的一個清晨，波斯戰船出動了，激戰開始了。
波斯王堅信他的海軍是無敵的。為了親眼看到即將得到的勝利，他在薩拉米海灣附近的愛格勒阿斯高地上面觀戰。他威風凜凜地坐在寶座上，用令人生畏的目光凝望著船桅如林的波斯戰船。寶座周圍站著許多衣著華麗的隨從和史官，他們準備如實記錄下波斯海軍的輝煌勝利。
波斯艦隊排成一字長蛇陣突入薩拉米海灣。忽然狂風四起，帆高體笨的波斯戰船很快失去控制，在灣內互相碰撞起來。希臘快艦乘機靈活地插入敵人船隊中，用銅角船頭猛撞敵船腰部。敵船一艘一艘地被撞沉了。
在戰鬥開始以前，波斯王自以為是地釋出了各種各樣的指示。這些指示束縛了艦隊指揮官的主動性，使他們不能根據戰場上的實際情況指揮作戰。當波斯海軍初戰失利的時候，這位自命不凡的國王卻又張皇失措起來。他不顧灣窄水淺，一個勁地命令戰船開入灣內增援。這樣一來，就使龐大的波斯艦隊進退兩難，失去自己所擁有的集體作戰的優勢，被迫和希臘兵艦進行艦對艦的單獨作戰。可是波斯戰船抵擋不住希臘的銅角船頭。經過一天激戰，波斯戰船200艘被擊沉，50艘被希臘俘獲。不會泅水的波斯人大部分都葬身大海，僥倖漂浮到岸上的，也被希臘人俘虜了。
希臘的悲劇作家埃斯庫羅斯，在他的劇本《波斯人》中，用波斯人的口吻十分精彩地描述了這場戰鬥：“當白日的光明駿馬飛躍到大地上，從敵方響起陣陣吼聲，像是高唱凱旋的歌曲，那島上的崖石，也清脆地傳出回聲。我們知道中計了，大家害怕起來。因為敵人並不是唱著悲壯的戰歌去突圍，而是奮勇地出來迎戰。這時候，我們聽見震撼天地的呼聲：“前進呀!希臘的男兒，快解救你們的祖國，解救你們的妻子兒女，解救祖先的神殿與墳墓，你們現在要不顧一切地戰鬥!’起初，我們波斯的長蛇艦隊還能抵抗，等到這許多船隻集中在那狹小的海灣時，非但不能相互救援，而且彼此發生衝撞。敵方的戰艦不肯失去戰機，圍著我們攻打，把我們的戰船一隻只地撞翻。海面上看不見海水，盡是破船片和被殺的兵士。海灘上和礁石上也滿堆著屍體。我們的人就像是金槍魚那樣被人用橈槳和船片打死。國王坐在海邊的山丘上，從他的寶座上俯視全軍，看見這慘敗的情景，不禁高聲吼叫起來。他撕破了皇袍，呼天號地，急忙下令他的全軍退卻。”
希臘人團結抗敵，以小國打敗大國，在世界歷史上留下了一個反侵略的正義戰爭戰勝侵略戰爭的榜樣。
